Определение кобальта (0,005—25,0%)
Массу навески пробы в зависимости от массовой доли кобальта определяют по табл. 7.
Таблица 7
Массовая доля кобальта, |
% |
Масса навески пробу, г |
Объем основного раствора, см3 |
Объём аликвотной части, см3 |
Объём разбавленного раствора, см® |
От 0,005 до 0,025 |
|
1,0 |
50 |
Весь |
|
Св. 0,025 » 0,05 |
|
0,5 |
50 |
Весь |
— |
» 0,05 » 0,5 |
|
0,25 |
250 |
Весь |
—— |
» 0,5 » 5,0 |
|
0,25 |
250 |
10 |
100 |
» 5,0 » 10,0 |
|
0,25 |
250 |
5 |
100 |
» 10,0 » 25,0 |
|
0,25 |
250 |
5 |
250 |
Пробу помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют в 20 см3 смеси кислот. После растворения раствор окисляют несколькими каплями азотной кислоты. При анализе высоколегированных сталей пробу растворяют в 20 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и 3 см3 азотной кислоты, выпаривают до небольшого объема и добавляют 20 см3 смеси кислот. Полученный раствор выпаривают до появления паров серной кислоты, при наличии нерастворив- ши.хся карбидов добавляют несколько капель азотной кислоты и снова выпаривают до появления паров серной кислоты. После охлаждения добавляют 20 см3 воды и нагревают до растворения солей. Раствор переносят в мерную колбу соответствующей вместимости (см. табл. 7), доливают водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан, отбрасывая первую порцию фильтрата, и в случае необходимости разбавляют согласно табл. 7. Атомную абсорбцию кобальта измеряют при длине волны 240,7 нм в пламени ацетилен—воздух или закись азота—ацетилен.
Построение градуировочного графика
При массовой доле кобальта от 0,005 до 0,025% вшесть стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 1 г железа и в пять из них отмеряют 1,0; 2,0; 3,0; 4,0- и 5,0 см3 стандартного раствора Д. Затем в каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот, после растворения растворы окисляют несколькими каплями азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной кислоты. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью 50 см3 и поступают далее так, как указано в п. 6.4.2.
При массовой доле кобальта от 0,025 до 0,05% в пять стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,5 г железа и в четыре из них отмеряют 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора Д. Затем в каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот, после растворения растворы окисляют несколькими каплями азотной кислоты и выпаривают до появления паров серной ислоты. После охлаждения растворы переносят в мерные колбы вместимостью 50 см3 и поступают далее так, как указано в п. 6.4.2.
При массовой доле кобальта свыше 0,05 до 0,5% в семь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г железа и в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора Г. Затем в каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот и поступают далее по п. 6.4.2 (растворы переносят в колбу вместимостью 100 см3). При массовой доле кобальта свыше 0,5 до 5,0% в семь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г железа и в шесть из них отмеряют 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора Б.
В каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот и растворяют, окисляют и выпаривают вышеизложенным способом. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают до метки водой и перемешивают. Из полученных растворов отмеряют по 10 см3 в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Далее поступают так, как указано в п. 6.4.2.
При массовой доле кобальта свыше 5,0 до 10,0% в семь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г железа и в шесть из них отмеряют 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 и 5,0 см3 стандартного раствора А. В каждый стакан добавляют по 20 см3 смеси кислот и растворяют, окисляют, выпаривают вышеизложенным способом. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают. Из полученных растворов отмеряют по 5 см3 в мерные колбы вместимостью 100 см3 и поступают далее так, как указано выше.
При массовой доле кобальта свыше 10,0 до 25,0% в восемь стаканов вместимостью 250 см3 помещают по 0,1 г железа и в семь из них отмеряют 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 и 12,5 см3 стандартного раствора А. Добавляют по 20 см3 смеси кислот и растворяют, окисляют и выпаривают вышеизложенным способом. Растворы переносят в мерные колбы вместимостью 100 см3, доливают водой до метки и перемешивают.
Из полученных растворов отмеряют по 5 см3 в мерные колбы вместимостью 250 см3 и поступают далее так, как указано выше.
О б р а ботк а результатов
Определяют среднее значение оптической плотности нулевого раствора и вычитают это значение из среднего значения оптической плотности испытуемых растворов. По градуировочному графику находят содержание кобальта в испытуемом растворе
.Массовую долю кобальта (X) в процентах при выполнении определения по п. 6.4.1 вычисляют по формуле
v тПі-100
Л = —— —• , т ’ где «і—масса кобальта, найденная по градуировочному графику, мг;
т—масса навески стали, соответствующая аликвотной части раствора, мг,
Массовую долю кобальта (Х) в процентах при выполнении определения по п. 6.4.2 вычисляют по формуле
v C-V-100
1т ’
где С—концентрация кобальта, найденная по градуировочному графику, г/см3;
V—объем конечного раствора пробы (см. табл. 7), см3;
/п—масса навески пробы, соответствующая отобранной части раствора, г.
Абсолютные допускаемые расхождения между крайними значениями результатов трех параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должны превышать значений, указанных в табл. 8.
Таблица 8
Массовая доля |
кобальта, ?б |
Абсолютные допускаемые расхождения, % |
От 0,005 |
до 0,01 |
0,001 |
Св. 0,01 |
» 0,05 |
0,003 |
» 0,05 |
» 0,20 |
0,005 |
» 0,20 |
» 0,50 |
0,03 |
» 0,50 |
» 2,5 |
0,05 |
» 2,5 |
» 5,0 |
0,1 |
» 5,0 |
» 10,0 |
0,2 |
» 10,0 |
» 20,0 |
0,3 |
» 20,0 |
> 25,0 |
0,4 |
Метод применяют при разногласии в оценке качества сталей.
Разд. 6. (Измененная редакция, Изм. № 1).
7. ГРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОБАЛЬТА (0,50—25,0%)
Сущность метода
Метод основан на растворении стали в соляной кислоте, отделении кобальта от остальных компонентов окисью цинка, осажде
нии его І-нитрозо-2-нафталом, прокаливании осадка до закиси— окиси кобальта и переведении в сернокислый кобальт.
Реактивы и растворы
Кислота азотная по ГОСТ 4461—77 и разбавленная 1:1.
Кислота серная по ГОСТ 4204—77.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:1, 1:4.
Кислота соляная по ГОСТ 3118—77 и разбавленная 1:10, насыщенная сероводородом.
Кислота хлорная, 60%-ный раствор.
Кислота уксусная, ледяная по ГОСТ 61—75.
Аммоний щавелевокислый, кристаллический по ГОСТ 5712—78. Калий кислый сернокислый.
Перекись водорода 3%-ный раствор, свежеприготовленный.
Окись цинка по ГОСТ 10262—73 в виде водной суспензии 1:5.
1-нитрозо-2-нафтол по ГОСТ 7756—73 свежеприготовленный, 2%-ный раствор.
2 г 1-нитрозо-2-нафтола помещают в коническую колбу вместимостью 250 см3 и смачивают 1—2 см3 уксусной кислоты. Содержимое колбы растворяют при перемешивании в 50 см3 уксусной кислоты, добавляют 50 см3 горячей воды, энергично взбалтывают в течение 5 мин и фильтруют.
Железо сернокислое FeSO4*7H2O, 10%-ный раствор.
Сероводород.
Проведение анализа
Массу навески пробы и объем раствора соляной кислоты (1:1) для растворения пробы в зависимости от массовой доли кобальта определяют по табл. 9.
Таблица 9
Массовая |
доля кобальта, % |
Масса навески пробы, г |
Объём раствора соляной кислоты (1:1), см3 |
От 0,5 |
до 5.0 |
2 |
35 |
Св. 5,0 |
» 10,0 |
1 |
30 |
» 10,0 |
» 25,0 |
0,5 |
25 |
Навеску пробы помещают в стакан вместимостью 250 см3 и растворяют при умеренном нагревании в растворе соляной кислоты (КП-
После растворения, не прерывая нагревания, окисляют азотной кислотой, добавляя ее по каплям до прекращения вспенивания раствора, выпаривают раствор пробы до объема 10 см3, прибавляют 25 см3 раствора соляной кислоты (1:1) и вновь выпаривают до объема 10 см3. Затем раствор переносят в мерную колбу вместимостью 88500 см3, а стакан ополаскивают водой, которую присоединяют к раствору. Объем раствора в колбе не должен превышать 300 см3.
При анализе стали с массовой долей вольфрама 6—20% пробу растворяют в растворе соляной кислоты объемом на 20 см3 больше указанного в табл. 10. После прибавления азотной кислоты раствор нагревают до кипения. При анализе стали с массовой долей хрома 10—25% и углерода 1—2% после неполного растворения пробы в растворе соляной и азотной кислот прибавляют 20 см3 раствора хлорной кислоты, выпаривают до появления ее паров, охлаждают, добавляют 5 см3 соляной кислоты и нагревают до восстановления хрома. Затем добавляют около 120 см3 воды, 15 см3 раствора сернокислого железа и кипятят до растворения солей. Избыток сернокислого железа окисляют несколькими каплями азотной кислоты.
При анализе стали с массовой долей меди, алюминия и молибдена свыше 2% пробу растворяют в растворе азотной кислоты в количестве 10 см3 на 1 г навески пробы, добавляя 5 см3 соляной кислоты. После растворения пробы раствор выпаривают досуха, остаток растворяют в 25 см3 раствора соляной кислоты (1:1), разбавляют водой до 200 см3, кипятят и фильтруют через плотный фильтр с фильтробумажной массой выделившуюся кремниевую кислоту. Фильтр нагревают до 80°С и пропускают через него сероводород. Выделившиеся сульфиды меди и молибдена фильтруют на фильтр средней плотности, уплотненной фильтробумажной массой, и промывают раствором соляной кислоты (1:10), насыщенной сероводородом. К фильтрату прибавляют 10 см3 раствора перекиси водорода, выпаривают до объема 40 см3, переносят в мерную колбу вместимостью 500 см3 и разбавляют водой до объема 300 см3.
Раствор, полученный согласно п. 7.3.1, нагревают до температуры 70—80°С и добавляют к нему небольшими порциями суспензию окиси цинка, каждый раз энергично взбалтывая раствор. Суспензию добавляют до тех пор, пока выпавший осадок избытка окиси цинка не соберется на дне колбы в виде слабозаметного белого осадка. Затем раствор разбавляют горячей водой до объема около 350 см3, энергично перемешивают и оставляют до оседания осадка.
Содержимое колбы охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают. Раствор фильтруют через сухой фильтр в сухой стакан, отбрасывая первую порцию фильтрата, и отбирают 250 см3 фильтрата в стакан вместимостью 800 см3. Раствор в стакане разбавляют водой до объема около 400 см3, добавляют 15 см3 соляной кислоты, нагревают до 70°С и осаждают кобальт раствором 1-нит- розо-2-нафтала, прибавляя его в количестве 20 см3 на каждые 0,01 г кобальта.
Раствор 1-нитрозо-2-нафтола прибавляют медленно, непрерывно перемешивая. Раствор с осадком кипятят 5 мин и оставляют на 2 ч при температуре 60°С. Осадок фильтруют на двойной беззольный фильтр, уплотненный фильтробумажной массой, и промывают его сначала от трех до шести раз холодным раствором соляной кислоты (1:4), а затем 3 раза водой.
Фильтр с осадком после удаления из него по возможности наибольшего количества влаги складывают таким образом, чтобы осадок был хорошо прикрыт бумагой, помещают его в предварительно прокаленный до постоянного веса и взвешенный фарфоровый тигель, покрывают сверху щавелевокислым аммонием и осторожно высушивают в сушильном шкафу. Затем тигель прикрывают крышкой, осторожно избегая воспламенения, озоляют фильтр, снимают крышку, тигель помещают в муфельную печь и прокаливают осадок 40 мин при 750—850°С.